由于磁电编码器适用于恶劣环境,因此在军工等领域的伺服系统中得到了广泛的应用,但常用的单对极编码器在用于大中空转轴时会产生磁场畸变现象,因此需要使用双多对极编码器。而目前已有的双多对极编码器算法流程较为复杂不利于实现高速化和高精度化,因此为了解决上述问题,本论文通过系统研制、算法优化、试验验证提出了解决方案。本论文的研究内容有如下几点:首先,对32位精度全覆盖的编码器系统进行总体研制。为解决编码器批量生产制造中的关键技术,设计了编码器实时运行系统、数据采样系统、离线数据处理系统三个子系统。从机械结构、霍尔布局、电子电路等方面完成了编码器的硬件设计,基于时序分析和通信链路搭建保证了数据传输的稳定性,为了同时兼顾计算速度和精度,完成了32位覆盖的软件算法系统的设计。其次,对磁电编码器高速高精度的优化算法进行研究。首先研究了双多对极编码器基于特征值的编码解码基本算法,然后对编码解码计算过程中每个环节存在的问题进行研究并提出解决方案。第一点,分析霍尔原始信号误差带来的角度非线性度,实现了模拟信号的自动调整算法,并基于多组对照实验及仿真来说明算法有效性;第二点,为了提高角度解算中区间识别的高速性和鲁棒性,提出了基于特征值区域划分的高速化算法;第三点,为了进一步实现高精度,使用高精度的光电编码器对磁电编码器进行标定,基于大量数据云团进行曲线拟合来完成误差的标定补偿。最后,搭建了试验平台对编码器32位系统的有效性、编码器运算速度及精度进行验证。对实时角度解算算法及系统进行验证,验证基于特征值区间识别的有效性和鲁棒性;对标定补偿算法及系统进行验证,验证标定对误差的补偿效果并对磁电编码器和光电编码器的角度进行对比;对多种采样处理方式进行对比,验证了不计入采样环节的算法总时间为7μs左右,同时验证了编码器静态差分值在±6.5角秒以内,分辨率在17位以上。